3D成像和傳感市場(chǎng)變革已經(jīng)啟動(dòng)

　　據(jù)麥姆斯咨詢報(bào)道，隨著2017年9月iPhone X的發(fā)布，蘋果（Apple）公司為消費(fèi)類3D成像和傳感應(yīng)用設(shè)立了新標(biāo)準(zhǔn)。蘋果公司基于結(jié)構(gòu)光原理設(shè)計(jì)了一款復(fù)雜的3D攝像頭，涉及近紅外（NIR）光源模組和圖像傳感器接收模組等，采用了意法半導(dǎo)體（STMicroelectronics）創(chuàng)新的近紅外全局快門CMOS圖像傳感器。2017年3月我們對(duì)蘋果公司的即將采用的3D攝像頭做了成本預(yù)估，與實(shí)際結(jié)果對(duì)比來看，主要預(yù)估誤差在于近紅外光源的平均銷售價(jià)格（ASP），其大于預(yù)期。單點(diǎn)垂直腔面發(fā)射激光器（VCSEL）和泛光照明器都產(chǎn)生了較高的成本，VCSEL供應(yīng)商主要是Lumentum、II-VI、Finisar三家，點(diǎn)光源的光學(xué)組件則來自艾邁斯半導(dǎo)體（ams）。

　　3D成像和傳感開啟新一代視覺革命

　　手機(jī)中的深度感知技術(shù)

　　Yole預(yù)計(jì)全球3D成像和傳感市場(chǎng)將從2017年的21億美元增長至2023年的185億美元，復(fù)合年增長率高達(dá)44%。由于消費(fèi)類市場(chǎng)的帶動(dòng)（復(fù)合年增長率為82%），汽車電子（復(fù)合年增長率為35%）、工業(yè)和商業(yè)應(yīng)用（復(fù)合年增長率為12%）和其它高端市場(chǎng)也將進(jìn)入快速增長通道。

　　3D成像和傳感市場(chǎng)規(guī)模按照應(yīng)用領(lǐng)域細(xì)分

　　2011~2023年3D成像和傳感市場(chǎng)預(yù)測(cè)

　　從成像到傳感的變化正發(fā)生在我們眼前。人工智能（AI）使得設(shè)備和機(jī)器人更好地了解周圍環(huán)境，并開創(chuàng)了人機(jī)交互的新時(shí)代。3D成像和傳感技術(shù)目前正在逐步滲透至生活的方方面面。除了蘋果iPhone X，微軟（Microsoft）Xbox的Kinect技術(shù)和Leap-Motion手勢(shì)控制器的嘗試都取得了成功，促進(jìn)3D傳感技術(shù)的應(yīng)用普及。全局快門CMOS圖像傳感器、VCSEL、注塑成型和光學(xué)玻璃透鏡、光學(xué)衍射元器件（DOE）、半導(dǎo)體封裝等技術(shù)提供商都受益匪淺。本報(bào)告將為您提供3D成像和傳感市場(chǎng)變革中的重要見解。

　　3D成像和傳感的關(guān)聯(lián)性

　　接下來如何發(fā)展？

　　在消費(fèi)類市場(chǎng)中，智能手機(jī)廠商正在快速適應(yīng)3D成像和傳感引發(fā)的變革，積極展開技術(shù)和產(chǎn)品布局。OPPO Find X采用中國奧比中光（Orbbec）提供的3D結(jié)構(gòu)光技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)0.1秒極速3D人臉解鎖；此外，3D結(jié)構(gòu)光技術(shù)與Find X前置 2500萬攝像頭配合，可實(shí)現(xiàn)3D個(gè)性美顏。小米 8探索版采用以色列Mantis Vision提供的基于掩膜的編碼結(jié)構(gòu)光技術(shù)，呈現(xiàn)出規(guī)律性的幾何編碼圖形，可快速匹配特征點(diǎn)，減少3D信息計(jì)算量，降低結(jié)構(gòu)光算法功耗。我們預(yù)計(jì)華為將很快發(fā)布自己的3D攝像頭方案，合作伙伴可能是ams、舜宇光學(xué)。但是由于3D攝像頭的整體成本高昂，短期市場(chǎng)預(yù)測(cè)較為保守。

　　2013~2023年3D攝像頭在智能手機(jī)中的滲透情況

　　智能手機(jī)后置3D攝像頭應(yīng)用

　　事實(shí)上，類似奇景光電（Himax）這樣的廠商目前正在為降低3D攝像頭成本付出努力，并計(jì)劃為微軟的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）/虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）頭戴式設(shè)備提供相關(guān)產(chǎn)品設(shè)計(jì)。

　　一旦安卓（Android）智能手機(jī)的3D攝像頭供應(yīng)鏈成熟，那么3D成像和傳感市場(chǎng)營收將加速增長，滲透率將從2018年的13.5%上升至2023年的55%。智能手機(jī)后置3D攝像頭仍然存在一些問題，因?yàn)锳R/VR尚未顯示出穩(wěn)定的增長勢(shì)頭。然而，我們認(rèn)為后置3D攝像頭還是會(huì)與時(shí)俱進(jìn)，只是短期內(nèi)滲透率有限。其它值得注意的是：接下來，3D成像和傳感技術(shù)會(huì)逐步擴(kuò)展至更多的消費(fèi)類產(chǎn)品（尤其是消費(fèi)類機(jī)器人）、汽車、工業(yè)和醫(yī)療設(shè)備。

　　3D成像和傳感的應(yīng)用領(lǐng)域

　　復(fù)雜的供應(yīng)鏈

　　2017年，我們對(duì)消費(fèi)類3D成像和傳感硬件和軟件進(jìn)行深入分析，發(fā)現(xiàn)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)非常復(fù)雜。2016年，聯(lián)想Phab 2 Pro智能手機(jī)采用了谷歌Tango技術(shù)（詳情：《聯(lián)想Phab 2 Pro三維飛行時(shí)間（ToF）攝像頭》），具有復(fù)雜的環(huán)境感知功能，其3D攝像頭中的傳感器包括英飛凌（Infineon）、PMD飛行時(shí)間（ToF）傳感器、豪威科技（Omnivision）近紅外全局快門圖像傳感器、三星（Samsung）RGB圖像傳感器等。2017年，蘋果iPhone X的3D攝像頭集成了五個(gè)子模塊：近紅外攝像頭、ToF測(cè)距傳感器+紅外泛光照明器、RGB攝像頭、點(diǎn)陣式投影器和彩色/環(huán)境光傳感器（詳情：《蘋果iPhone X近紅外3D攝像頭傳感器》）。

　　3D成像和傳感供應(yīng)鏈

　　在紛繁復(fù)雜的產(chǎn)業(yè)生態(tài)中，我們梳理了3D成像和傳感供應(yīng)鏈，舉例如下：

　　（1）晶圓和外延片：SOITEC和IQE；

　?。?）傳感器芯片公司：索尼（Sony）、三星（Samsung）、豪威科技（Omnivision）、意法半導(dǎo)體（STMicroelectronics）、安森美半導(dǎo)體（On Semiconductor）、松下（Panasonic）；

　?。?）VCSEL供應(yīng)商：Lumentum、Finisar、II-VI、ams子公司Princeton Optronics、Philips Photonics；

　?。?）封裝廠商：同欣電子（Tong Hsing）、精材科技（Xintec）；

　　（5）光學(xué)模塊公司：艾邁斯半導(dǎo)體（ams）、奇景光電（Himax）；

　?。?）模組制造廠商：LG Innotek、舜宇光學(xué)（Sunny Optical）、三星電機(jī)（Semco）、歐菲股份（O-Film）。

　　2018~2023年手機(jī)和消費(fèi)類3D傳感生態(tài)系統(tǒng)

　　與其它傳感器模組不同，3D攝像頭系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要專業(yè)的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)和專家，為此蘋果公司在2013年收購了Primesense公司，其它設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)如Mantis Vision、Orbbec、ams、PMD等，為3D成像和傳感提供解決方案。那么，如今的3D傳感生態(tài)系統(tǒng)成熟了嗎？至少在降成本方面還有很大空間，需要大家共同努力！

　　本報(bào)告涉及的部分公司：II-VI, Abbott, ams, Anritsu, Apple, ASC, BAE Systems, Bioptigen, Bosello, Canon, Continental, Core Photonics, Crystalvue, Epcos, Faceshift, Fairchild, Faro, Finisar, First Sensor, Fujiflm, GE, Gestigon, IDS, Huvitz, IFM, IQE, iRobot, iRay, Hamamatsu, Heptagon, Hexagon Metrology, Himax, Hokuyo, Hologic, Honeywell, Lee, Infneon, Keyence, Konica Minolta, Kreon, LeddarTech, Leica, Linx, Lips, LMI, Lumentum, Mantis Vision, Medtech, Melexis, Namuga, Nidek, Nikon, Nordson Dage, Nsi, Oculus, On Semi, Opto, Optopol, Orbbec, Pebbles, Olympus, Panasonic, Perceptron, Philips Photonics, Pix4D, PMD, Quanergy, Sanan, Sensata, Samsung, Sensl, Sick, Siemens, Softkinetic, Soitec, Sony, St.Jude Medical, STMicroelectronics, Teledyne Dalsa, Tetravue, Topcon, Toshiba, Trixell, Trinamix, Valeo, Varex, Varian, Velodyne Lidar, Vieworks, Yxlon, Zimmer, Zeiss Meditech...